光合作用和呼吸作用知识点总结.doc
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ATP的主要来源——细胞呼吸
细胞呼吸的概念：
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。
一、实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式
（一）实验原理
1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。
有氧呼吸产生水和CO2
无氧呼吸产生酒精和CO2。
2、CO2的检测方法
（1）CO2使澄清石灰水变浑浊
（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
3、酒精的检测
橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。
二）实验假设
1.酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸产生：
CO2
2.无氧情况下进行无氧呼吸，产生：
CO2+酒精
（三）实验用具（略）
1、NaOH的作用是什么？
2、酵母菌进行什么呼吸？
3、澄清的石灰水有什么作用？
4、如何说明CO2产生的多少？
5、如何控制无氧的条件？
（四）实验结果预测
1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰
水变浑浊。
2、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶
液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶
液发生灰绿色显色反应。
3、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多
（五）实验步骤
1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶
2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35℃、环境下培养8-9小时。
3、检测CO2的产生
4、检测酒精的产生
（1）取2支试管编号
（2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管
（3）分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.Ａ试管密封，Ｂ试管不密封．
（六）观测、记录
条件
澄清石灰水/出现的时间
重铬酸钾--浓硫酸溶液
有氧
无氧
（七）实验结果
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。
有氧条件下，产生大量的CO2，无氧条件下,产生酒精+少量的CO2
二、细胞呼吸的方式
（一）有氧呼吸
1、过程、场所
①葡萄糖的初步分解场所：
细胞质基质
2丙酮酸（C3H4O3）+4[H]+能量（少量）
酶
③
C6H12O6②
丙酮酸彻底分解
场所：
线粒体基质
2丙酮酸
+6H2O
酶
6CO2+20[H]+能量（少量）
[H]的氧化
场所：
线粒体内膜
24[H]+6O2
酶
12H2O+能量
（大量）
2、能量去向
1mol葡萄糖释放能量2870KJ:
一部分以热能形式散失（约60%）,1161KJ转移至ATP（合成38molATP）
酶
3、总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
4、概念
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程
（二）无氧呼吸
1、过程、场所
①
葡萄糖的初步分解
场所：
细胞质基质
C6H12O6
酶
2丙酮酸+4[H]+能量（少量）
☆与有氧呼吸第一阶段相同
②
丙酮酸不彻底分解
场所：
细胞质基质
2丙酮酸
酶
2C3H6O3（乳酸）
2C2H5OH（酒精）+2CO2
2、能量去向：
1mol葡萄糖分解为乳酸或酒精后，共放出196.65kJ的能量，
1、其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，
产生2molATP,
2、其余的能量以热能的形式散失,
3、未释放的能量储存在何处？
3、反应方程式
C6H12O6
A.乳酸发酵
B.酒精发酵
2C3H6O3（乳酸）
酶
+少量能量
例：
高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官
（马铃薯块茎、甜菜块根等）
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）
+2CO2
+少量能量
例：
大多数植物、酵母菌,
4、概念
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
5、实例
a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸。
产生酒精和二氧化碳.
b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会进行无氧呼吸。
肌肉酸胀是由于产生了乳酸.
c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
类型
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
区
别
场所
条件
需氧、酶等
产物
释能
联系
①两者第一阶段相同
②都分解有机物、释放能量
呼吸类型的判断:
CO2的
释
放
速
率
CO2释放总量
O2吸收量=0只进行无氧呼吸
O2吸收量=CO2释放量只进行有氧呼吸
O2吸收量＜CO2释放量既进行有氧呼吸又进
行无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
51015202530例题：
下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。
请据下图回答下列问题：
（1）外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是________________。
（2）该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是____________，进行此种呼吸方式所用的底物是____________。
（3）当外界氧浓度为4～5％时，该器官CO2释放量的相对值为0.6，而O2吸收量的相对值为0.4。
此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的____倍
关于呼吸作用的计算:
u消耗等量的C6H12O时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的比例为：
u产生相同量的CO2，用于无氧呼吸和有氧呼吸的C6H12O比例为：
•消耗等量的C6H12O时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP的比例为：
•产生相同量的ATP，用于无氧呼吸和有氧呼吸的C6H12O比例为：
三、影响呼吸速率的外界因素：
1、温度：
温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。
在一定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。
2、氧气：
氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。
3、水分：
一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。
但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。
4、CO2：
环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
四、呼吸作用在生产上的应用：
1．作物栽培时，疏松土壤促进根部有氧呼吸，吸收无机盐。
2．粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。
3．水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。
4．包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌无氧呼吸
5．酵母菌酿酒：
先通气，后密封。
先让酵田菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精。
6．稻田定期排水：
抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡
7．提倡慢跑：
防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸
8．破伤风杆菌感染伤口：
须及时清洗伤口，以防无氧呼吸
五、意义：
1为生物各种生命活动提供ATP
2为体内其他化合物的合成提供原料
光合作用知识点：
一、光合作用的的探究历程
1、海尔蒙特实验：
植物生长所需的原料来自于水
2、普里斯特利实验：
绿色植物可以更新空气
3、萨克斯实验：
光合作用需要光，光合作用能产生淀粉。
实验注意事项：
置于暗处48小时——使叶子里的淀粉消耗完，避免影响实验的准确性；用酒精脱色——使叶子中的叶绿素溶解，避免遮挡反应的颜色，叶绿素只溶解在有机溶剂中，如酒精，丙酮等；分别用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的没有变成蓝色，曝光的则呈现深蓝色。
4、1880年（美国）恩格尔曼实验：
O2是由叶绿体释放的
该实验的巧妙之处：
1．实验材料选用：
水绵和好氧性细菌。
因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧性细菌可确定释放氧气的部位。
2．环境：
选用黑暗并且没有空气的，排除了氧气和光的干扰。
3．对比试验：
先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下。
先选极细光束，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位。
而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而再一次证明实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。
5、美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）：
光合作用产生的O2来自于H2O。
6：
美国卡尔文：
用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。
14CO2——14C3——14CH2O
光合作用发现小结：
1664年，比利时海尔蒙特
1771年，英国普利斯特利
1864年，德国萨克斯
1880年，美国恩格尔曼
20世纪30年代，美国鲁宾与卡门
原料:
水
原料和产物:
更新空气
（二氧化碳和氧气）
产物:
淀粉
条件:
光
场所:
叶绿体条件:
光
产物氧来自于水。
实验原则：
对照原则
单一变量原则
实验方法：
同位素标记法
一、捕获光能的色素和结构
1、捕获光能的色素
类胡萝卜素
胡萝卜素
叶黄素
（占1/4）
叶绿素
叶绿素a
叶绿素b
（占3/4）
实验：
绿叶中色素的提取和分离
实验原理：
提取（无水乙醇）、分离（层析液）
目的要求：
绿叶中色素的提取和分离及色素的种类
材料用具：
新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等
方法步骤：
1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素
5.观察和记录
方法与步骤：
称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。
加少许的二氧化硅（充分研磨）和碳酸钙（防止研磨中色素被破坏）与10ml无水乙醇。
在研钵中快速研磨。
将研磨液进行过滤。
讨论：
1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？
2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？
3、春夏叶片为什么是绿色？
而秋天树叶为什么会变黄？
四种色素对光的吸收:
叶绿素主要吸收_______类胡萝卜素主要吸收________
胡萝卜素：
橙黄色
叶黄素：
黄色
叶绿素a：
蓝绿色
叶绿素b：
黄绿色
一、光合作用强度
1、什么是光合作用强度？
光合作用强度通常用光合速率表示，即单位叶面积叶片在单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量。
总光合速率=净光合速率+呼吸速率可以测出净光合速率和呼吸速率，只能计算出总光合速率
光
反
应
阶
段
条件
光、色素、酶
场所
酶
光
在类囊体的薄膜上
物质变化
水的分解：
H2O→[H]+O2↑ATP的生成：
ADP+Pi→ATP
能量变化
光能→ATP中的活跃化学能
暗
反
应
阶
段
条件
酶、ATP、[H]（有光、没光都行）
场所
酶
叶绿体基质
物质变化
酶
CO2的固定：
CO2+C5→2C3
ATP
C3的还原：
C3+[H]→（CH2O）
能量变化
ATP中的活跃化学能→（CH2O）中的稳定化学能
二、光合作用过程:
、光合作用的意义:
1、把光能转化成化学能储存在所制造的有机物中。
2.对生物的进化具有重要作用。
3、释放氧气,消耗大气中二氧化碳，维持生物圈二氧化碳和氧气的平衡。
4、制造的有机物一部分用来构建自身，为自身生命活动提供能量；大部分用来为生物圈中其他生物的生命活动提供营养和能量。
六.影响光合作用的因素有：
（1）光：
光照强弱直接影响光反应；
释放
CO2
吸收
CO2
0
B
A
C
阳生植物
阴生植物
光照强度
B：
光补偿点
C：
光饱和点
应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。
光补偿点、光饱和点：
阳生植物>阴生植物
（2）温度：
温度高低会影响酶的活性；
（3）CO2浓度：
CO2是光合作用的原料，直接影响暗反应；
（4）水分：
水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别地，水分还影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体；（5）矿质元素：
矿质元素是光合作用产物进一步合成许多有机物所必需的物质如叶绿素、酶等。
此外叶面积和叶龄也对光合速率也有影响
光合作用实际量
叶面积
干物质量
呼吸量
CO2
吸收
量
C
O
叶龄
B
A
光合作用强度
单一因素对光合作用影响的图象
O
光照强度
CO2吸收
CO2释放
A
B
C
O
光合作用速率
CO2浓度
A
B
O
光合作用速率
1020304050
温度（°C）
A
B
C
O
光合作用速率
水和矿质元素浓度
A
物质的量
光合作用的实际量
2468叶面积指数
O
呼吸量
干物质量
O
光合作用速率
叶龄
A
B
C
4
综合因素
温度、光强、CO2浓度
七.提高作物产量的途径
途径
措施或方法
延长光时
补充光照
增大光合作用面积
间作、合理密植
提高光合作用效率
控制适宜光强、提高CO2浓度（如通风）、合理施肥
提高净光合作用速率
维持适当昼夜温差（白天适当升温，晚上适当降温）
12
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